GIS spenningsbreytarateknologíu optimeringsáætlan: Teknólogísk nýsköpun sem bætir á insulandarstöðu og mælingaritsemd
I. Tækniherðar greining
Heimilisleg GIS (Gas-Insulated Switchgear) spennafræðingar standa fyrir tveimur aðalvandamálum í flóknum netkerfum:
- Ofþægur við rafmagnsinsulun
- SF₆ lofttegundarskyld (vatn, brottningsdeildar) valda yfirborðsvirkjunum, sem leiðir til ofþægurs á insulun.
- Hitastöðuvirki (-40°C til +80°C) valdi breytingu á lofttegundardítti, sem lækkar útbúnu spennu fyrir hlutspennu (PDIV).
- Mælingaritgerð sveikst
- Hitastigið valdi dreifingu á kernespenningi (venjuleg dreifing: 0,05%/K).
- Breytingar á kerfisfrekvens (±2Hz) valdi því að hlutfall/ráshornsviki ógilda markmið.
Gögn úr reyndum sýna: Venjulegar tæki geta birt mælingarvillur upp í flokk 0,5 undir stöðugum skilyrðum, með misfallshlutfall yfir 3% á ári.
II. Aðalsamrýmdar tæknilausnir
(1) Útfærsla nano-sambind insuluns
|
Tæknilagsmál |
Útfærslupunktar |
|
Nano-insulunarefni |
Al₂O₃-SiO₂ nano-sambind líkami (hnúturstaða: 50-80nm) notuð til að auka epoxý harts yfirborðsins við sleppt ≥35%. |
|
Sambland lofttegunda |
SF₆/N₂ (80:20) blanda, lágmarkað gervihitapunkt við -45°C og lækkar risks af lekku um 40%. |
|
Aukin takmarkanir hönnun |
Tennmetall bellofs tvöfaldur takmarkunarramma + láserbundið samþættingarferli, lekkjarhlutfall ≤ 0,1%/ár (IEC 62271-203 staðlar). |
Tæknilagssannreynsla: Gengur 150kV orkafrekvensprófi og 1000 hitastigi; hlutspenna ≤3pC.
(2) Fulla skilyrði dálkstillt sjálfstillað kerfi
A[Hitastigasensor] --> B(MCU sjálfstillaður vélbúnaður)
C[Frekvensgerviefni] --> B(MCU sjálfstillaður vélbúnaður)
D[AD prófunargerviefni] --> E(Villusjálfstilling algrím)
B(MCU sjálfstillaður vélbúnaður) --> E(Villusjálfstilling algrím)
E(Villusjálfstilling algrím) --> F[Flokk 0,2 staðlað úttak]
Kerfi algrím:
ΔUcomp=k1⋅ΔT+k2⋅Δf+k3⋅e−αt\Delta U_{comp} = k_1 \cdot \Delta T + k_2 \cdot \Delta f + k_3 \cdot e^{-\alpha t}ΔUcomp=k1⋅ΔT+k2⋅Δf+k3⋅e−αt
Hvar:
- k1k_1k1 = 0,0035/°C (Hitastigasjálfstillingarstuðull)
- k2k_2k2 = 0,01/Hz (Frekvenssjálfstillingarstuðull)
- k3k_3k3 = Aldranemaðgerðarsjálfstillingarstuðull
Rauntíma viðskipta svara tími <20ms; virkni hitastigsraða lengd til -40°C ~ +85°C.
III. Mæld árangurs tilgangur
|
Mælitölur |
Venjuleg lausn |
Þessi tæknilausn |
Bætta magni |
|
Mælingaritgerð flokkur |
Flokk 0,5 |
Flokk 0,2 |
↑150% |
|
PD upphafsspenna (PDIV) |
30kV |
≥50kV |
↑66,7% |
|
Hönnunartími |
25 ár |
>32 ár |
↑30% |
|
Árlega prófunarfrequency |
2 sinnum/ár |
1 sinnum/ár |
↓50% |
|
Lífstíma O&M kostnaður |
$180k/enhet |
$95k/enhet |
↓47,2% |
IV. Tæknilagssannreynsla niðurstöður
- Gerð prófa gögn (þriðja aðila staðfest):
- Hitastigacycling próf: Eftir 100 cyklus (-40°C ~ +85°C), hlutfallsvillur breyting < ±0,05%.
- Lángtíma stöðugleiki: Eftir 2000h flýtur aldurbundin prófa, villubreyting ≤ 0,05 flokk.
- Sýnishorn verkefni (750kV undirstöð):
Engin misfallsskrá eftir 18 mánuði virkni. Hæsta mælda villu: 0,12% (bætir flokk 0,2 krav).
V. Verkfræði framkvæmd leið
- Tæki sérsniðnar cyklus:
- Lausn hönnun (15 dagar) → Forspjöldsframleiðsla (30 dagar) → Gerð prófa (45 dagar)
- Reykjavíkur uppfærsla lausn:
- Samhæfð við núverandi GIS lofttegundsflöt viðmót (Flange staðlar IEC 60517).
- Afmarkað útskifta tími ≤ 8 klukkustundir.
- Smárt O&M stuðningur:
- Byggt inn H₂S/SO₂ mikro-umhverfissensorar.
- Stuðlar IEC 61850-9-2LE dálkstillt úttak.
